KR20040101459A - Fuel cell power source - Google Patents

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KR20040101459A
KR20040101459A KR10-2004-7016320A KR20047016320A KR20040101459A KR 20040101459 A KR20040101459 A KR 20040101459A KR 20047016320 A KR20047016320 A KR 20047016320A KR 20040101459 A KR20040101459 A KR 20040101459A
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케리로날드제이.
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모토로라 인코포레이티드
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Abstract

전자 시스템들에서 사용하기 위한 연료 전지 전원(100)은 연료 전지 시스템(130) 및 제어수단(150)을 포함한다. 제어수단(150)은 하나 이상의 전력 기능 정보 소스들로부터 부하 디바이스의 순 전력 요건들을 계산하고, 순 전력 요건들을 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성들과 매칭시킴으로써 연료 전지 시스템(130)의 동작점을 결정한다.The fuel cell power source 100 for use in electronic systems includes a fuel cell system 130 and control means 150. The control means 150 calculates the net power requirements of the load device from one or more power function information sources and matches the net power requirements with the power characteristics of the fuel cell system 130 to operate the fuel cell system 130. Determine.

Description

연료 전지 전원{Fuel cell power source}Fuel cell power source

최근에, 휴대성의 인기가 증가함에 따라, 전자 디바이스들의 설계자들은 디바이스의 크기 및 무게를 꾸준히 감소시키고 있다. 이들 감소들은, 부분적으로는, 대량의 전력을 소형의 용기(container)에 패키지되게 할 수 있게 하는, 니켈-금속 수소화물, 리튬 이온, 아연-공기(zinc-air), 및 리튬 폴리머와 같은 새로운 배터리 화학물들의 개발에 의해 가능하게 되었다. 이차 혹은 재충전가능 배터리들은 이들의 전기 용량이 고갈되었을 때 재충전되어야 한다. 재충전은 일반적으로, 교류 전류를 2 내지 12볼트의 저 레벨의 직류 전류로 바꾸는 배터리 충전기에 배터리를 연결함으로써 수행된다. 충전 사이클은 최소 1시간 내지 2시간 계속되고, 4 내지 14시간 계속되는 것이 보다 일반적이다. 현 배터리 기술의 한 결점은 정교한 충전 관리의 필요성 및 느린 충전율이다.Recently, as the popularity of portability increases, designers of electronic devices have steadily reduced the size and weight of the device. These reductions are, in part, novel such as nickel-metal hydrides, lithium ions, zinc-air, and lithium polymers, which allow large amounts of power to be packaged in small containers. This is made possible by the development of battery chemistries. Secondary or rechargeable batteries should be recharged when their capacity is depleted. Recharging is generally performed by connecting the battery to a battery charger that converts alternating current into a low level direct current of 2 to 12 volts. The charge cycle lasts at least 1 hour to 2 hours, more typically 4 to 14 hours. One drawback of current battery technology is the need for sophisticated charge management and slow charge rates.

연료 전지들은 휴대 전자제품들의 향후 주 에너지원이 될 것으로 기대된다. 연료 전지들은 촉매작용으로 수소 분자들을 수소 이온들 및 전자들로 바꾸고, 이어서 수소 이온들을 H2O로 산화하여 부산물인 물을 추출하면서, 막(membrane)을 통해전자들을 전력으로서 추출한다. 연료 전지들의 한 이점은 통상의 배터리에 비해, 소형 패키지로 현저히 대량의 전력을 제공하는 능력이다. 휴대 통신 디바이스 애플리케이션들에서 긴 대화시간 및 대기 시간들을 제공하는 이들의 잠재적인 능력은 연료 전지 기술들의 계속된 소형화에 동기를 부여하고 있다. 예를 들면, 폴리머 전해질막(PEM) 기반의 에어-브리딩, 데드-엔디드(air- breathing, dead- ended) 연료 전지들은 휴대 통신 디바이스들 및 이외 휴대 전자 디바이스들에 전력 공급에 이상적으로 적합하다.Fuel cells are expected to be the main energy sources for portable electronics. Fuel cells catalyze hydrogen molecules into hydrogen ions and electrons and then oxidize the hydrogen ions to H 2 O to extract the byproduct water, extracting the electrons as power through a membrane. One advantage of fuel cells is the ability to provide significantly larger amounts of power in a smaller package compared to conventional batteries. Their potential ability to provide long talk time and standby times in portable communication device applications is motivating continued miniaturization of fuel cell technologies. For example, polymer electrolyte membrane (PEM) based air-breeding, air-breathing, dead-ended fuel cells are ideally suited for powering portable communication devices and other portable electronic devices.

종래의 배터리 사용 전자 디바이스의 경우에, 전자 디바이스의 동작 특성 및 사용 패턴은 배터리의 효율, 신뢰도 혹은 수명에 크게 영향을 미치지 않는다. 반면에, 연료 전지 시스템이 전자 디바이스의 전원으로서 사용될 때에는, 연료 전지 시스템의 대부분의 기본적인 물리적, 전기화학적 및 전기적 특성들은, 전자(부하) 디바이스의 사용 패턴에 의해 영구히 혹은 일시적으로 달라진다. 연료 전지 시스템 특성들의 이러한 변화는 연료 전지 전원의 성능 및 사용 수명에 직접적으로 영향을 미친다. 전자 디바이스의 평균 동적(dynamic) 피크 부하 패턴들 또한 연료 전지 시스템의 연료 소비 및 변환 효율에 영향을 미친다. 디지털, 다기능 전자 디바이스들의 전류 발생은 첨예하고, 짧은 기간의 전력 스파이크들 및 이에 이은 긴 기간의 저 전력 요구로 구성된 가변 듀티 사이클들을 갖는다. 이러한 부류의 전자 디바이스들용의 연료 전지 전원을 최적화한다는 것은 개개인의 사용자의 사용 패턴들, 전자 디바이스 자체의 동적 전력 요건들, 및 연료 전지 시스템들의 동작 특성들을 끊임없이 얻어내는 것을 수반하는 복잡한 프로세스이다.In the case of a conventional battery powered electronic device, the operating characteristics and the usage pattern of the electronic device do not significantly affect the efficiency, reliability or lifetime of the battery. On the other hand, when a fuel cell system is used as a power source for an electronic device, most of the basic physical, electrochemical and electrical characteristics of the fuel cell system vary permanently or temporarily by the usage pattern of the electronic (load) device. This change in fuel cell system characteristics directly affects the performance and service life of the fuel cell power source. Average dynamic peak load patterns of the electronic device also affect the fuel consumption and conversion efficiency of the fuel cell system. Current generation of digital, multifunctional electronic devices is sharp and has variable duty cycles consisting of short duration power spikes followed by long duration low power requirements. Optimizing fuel cell power supplies for this class of electronic devices is a complex process that involves constantly obtaining individual user usage patterns, dynamic power requirements of the electronic device itself, and operating characteristics of fuel cell systems.

현 기술은 배터리 및 연료 전지 시스템으로 구성된 하이브리드 전원을 사용하는 자동차들에 관계된 이러한 문제의 일부 면들을 해결하고 있다. 예를 들면, Rajashekara에게, 2001년 11월 20일 발행된, "Method and apparatus for a fuel cell propulsion system" 명칭의 미국특허 6,321,145는 차량의 현재 동작 상황에 따라 배터리나 연료 전지 시스템으로부터의 전력을 선택적으로 사용하는 방법을 교시하고 있다. 유사한 방법들 및 장치가, Naito에게 1998년 9월 15일 발행된 "Method and apparatus for operating an electric vehicle having a hybrid battery" 명칭의 미국특허 5,808, 448에 개시되어 있다.The current technology solves some aspects of this problem related to hybrid powered vehicles consisting of battery and fuel cell systems. For example, to Rajashekara, US Patent 6,321,145, entitled "Method and apparatus for a fuel cell propulsion system," issued November 20, 2001, selects power from a battery or fuel cell system depending on the current operating conditions of the vehicle. It teaches how to use it. Similar methods and apparatus are disclosed in US Pat. No. 5,808,448, entitled “Method and apparatus for operating an electric vehicle having a hybrid battery,” issued September 15, 1998 to Naito.

현 기술의 방법들이 연료 전지 및 배터리가 하이브리드 전원들에 관계되어 있어 이들간에 부하를 분담시키는 문제를 해결하고 있기는 하나, 이들 방법들은 전자 디바이스의 동적 전력 요건에 근거하여 연료 전지 전원의 동작 수행을 최적화하는 핵심적인 문제를 해결하진 못하고 있다. 또한, 이들 방법들은 연료 전지 기반의 전원에 대한 부하 디바이스의 사용 프로파일의 수행 효과들을 제공하지 못한다.Although the methods of the current technology solve the problem of sharing the load between fuel cells and batteries as they relate to hybrid power sources, these methods do not perform the operation of fuel cell power sources based on the dynamic power requirements of electronic devices. It does not solve the key problem of optimizing. In addition, these methods do not provide the performance effects of the usage profile of the load device for a fuel cell based power source.

따라서, 필요한 것은 연료 전지 시스템의 전력 특성, 전자 디바이스의 동적 부하 요건 및 광범위한 부하 디바이스들용의 전원으로서 연료 전지 시스템의 사용을 위한 하나 이상의 디바이스 사용자의 사용 프로파일을 고려하고 균형을 맞추는 방법 및 장치이다.Therefore, what is needed is a method and apparatus for considering and balancing the power characteristics of a fuel cell system, the dynamic load requirements of electronic devices, and the usage profile of one or more device users for use of the fuel cell system as a power source for a wide range of load devices. .

동일 구성요소에 동일 참조부호를 사용한 첨부한 도면에 예시된 실시예들로 본 발명을 기술하나, 이들로 한정되는 것은 아니다.The invention is illustrated by the embodiments illustrated in the accompanying drawings, in which like reference characters designate the same components, but are not limited to these.

본 발명은 일반적으로 연료 전지 전원들에 관한 것으로, 특히 연료 전지 전원을 동작시키는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates generally to fuel cell power sources, and more particularly to a method and system for operating a fuel cell power source.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 연료 전지 전원의 여러 실시예들의 블록도1 to 3 are block diagrams of various embodiments of a fuel cell power source according to the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료 전지 전원의 동작의 프로세스 흐름도4 is a process flow diagram of the operation of a fuel cell power supply in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

요구된 바대로, 본 발명의 상세한 실시예들을 여기 개시하나, 개시된 실시예들은 여러 가지 형태들로 실현될 수 있는 본 발명의 단지 예임을 알아야 한다. 그러므로, 여기 개시된 구체적인 구조적 및 기능적 상세들은 한정이 아니라 청구항들에 대한 근거로서 또한 실질적으로 어떤 적합하게 상세히 한 구조로 본 발명을 다양하게 채용하게 당업자를 교시하기 위한 대표적인 토대로서 해석되어야 한다. 또한, 여기서 사용되는 용어 및 구들은 한정하려는 것이 아니라 본 발명의 이해가능한 설명을 제공하려는 것이다.As required, detailed embodiments of the invention are disclosed herein, but it should be understood that the disclosed embodiments are merely examples of the invention, which can be embodied in various forms. Therefore, the specific structural and functional details disclosed herein are to be interpreted as illustrative rather than limiting, and as a basis for teaching those skilled in the art to variously employ the present invention in any suitable detail construction as a basis for the claims. In addition, the terms and phrases used herein are not intended to be limiting but rather to provide an understandable description of the invention.

부하 디바이스에 대해 연료 전지 전원을 효율적으로 동작시키기 위한 장치 및 방법을 여기에 기술한다. 방법 및 장치는 연료 전지 전원의 동작상의 거동에 영향을 미치지는 3가지 주요 요소들의 균형을 맞춘다. 부하 디바이스의 동적 부하 요건 및 하나 이상의 디바이스 사용자의 사용 프로파일은, 이들은 전력 기능 소스들이라 칭하는 것으로서, 제 1 의 두 요소들을 구성하며, 연료 전지 시스템의 전력 특성은 제 3 의 요소를 구성한다. 연료 전지 전원을 효율적으로 동작시키는 방법은 일정 기간에 걸쳐 부하 디바이스의 하나 이상의 디바이스 사용자들의 사용 프로파일을 캡쳐하는 것과, 디바이스의 동적 부하 특성에 기초하여, 각 사용자 프로파일을 부하 디바이스의 실제 전력 요건들로 변환하는 것과, 부하 디바이스의 계산된부하 요건들에 기초하여 연료 전지 시스템의 동작 파라미터들을 선택하는 것을 포함한다.Described herein are apparatus and methods for efficiently operating a fuel cell power source for a load device. The method and apparatus balance three major factors that affect the operational behavior of a fuel cell power source. The dynamic load requirement of the load device and the usage profile of one or more device users, which are referred to as power function sources, constitute the first two elements, and the power characteristic of the fuel cell system constitutes the third element. A method of efficiently operating a fuel cell power source includes capturing a usage profile of one or more device users of a load device over a period of time, and based on the dynamic load characteristics of the device, each user profile to the actual power requirements of the load device. Converting and selecting operating parameters of the fuel cell system based on the calculated load requirements of the load device.

연료 전지 전원들의 전류-전압(I-V) 관계는 리튬 이온, 리튬 폴리머, 니켈 금속 수화물 및 니켈 카드뮴 배터리들과 같은 통상의 화학 전지 전원들과는 크게 다르다. 연료 전지의 전력 변환 및 연료 이용 효율은 I-V 곡선 상의 동작점에 밀접하게 관계되어 있다. 연료 전지 전원들에서, 에너지 저장 및 에너지 변환 면들은 분리되어 있다. 연료 전지 전원의 최적의 동작은 연료 전지의 이론적 변환 효율만이 아니라 외부 전력 부하 패턴들에 좌우된다. 연료 전지 사용 디바이스들에 있어서, 사용 프로파일들에서의 표면상 작은 차이들이 연료 사용 및 전체 시스템 변환 효율에 큰 영향을 미칠 수 있다. 예시로서, 두 셀룰라 전화 사용자로서 사용자 A 및 사용자 B를 고찰한다. 두 사용자들은 통상적으로 전화를 매일 8시간 사용한다. 이러한 8시간에서, 각 사용자의 셀룰라 전화는 2시간 동안 전송하고 6시간 동안 대기한다. 사용자 A는 긴 전화 통화와 이에 이은 긴 휴지(rest)들을 갖는 경향이 있고, 반면, 사용자 B는 하루 동안에 몇 번의 전화를 걸고, 그 때마다 단지 몇 분만 계속하고, 호들 사이엔 거의 휴지는 없다. 사용자 A의 연료 전지 전원 내 연료 전지 시스템은 쿨 대기 상태와 긴 전송들 동안 핫 전송 상태간을 순환할 것이다. 사용자 B의 연료 전지 전원 내 연료 전지 시스템은 보다 빈번하지만 보다 작은 범위로 온도 순환할 것이며 사용자 A의 연료 전지 전원 내 연료 전지 시스템이 겪는 높은 온도 레벨들엔 결코 이르진 않을 것이다. 보다 작은 온도 순환으로 전력이 보다 빈번히 이끌어 내는 이러한 모드에서 동작되는 연료 전지 시스템들이 보다 효율적이고 주어진 연료 량에 대해 부하 디바이스에 보다 많은 동작 시간을 제공할 것이다. 그러므로, 사용자 B는 사용자 A보다 연료의 단위당 보다 많은 대화를 경험할 것이다. 따라서, 사용자 A에 대해 필요한 연료 전지 시스템 동작 파라미터들은 연료 전지 전원의 최적 수행을 실현하기 위해 사용자 B에 대해 필요로 되는 것과는 매우 다르다.The current-voltage (I-V) relationship of fuel cell power sources differs greatly from conventional chemical cell power sources such as lithium ion, lithium polymer, nickel metal hydrate and nickel cadmium batteries. The power conversion and fuel utilization efficiency of the fuel cell is closely related to the operating point on the I-V curve. In fuel cell power sources, the energy storage and energy conversion sides are separated. The optimal operation of the fuel cell power source depends not only on the theoretical conversion efficiency of the fuel cell but also on external power load patterns. In fuel cell use devices, small differences in surface in use profiles can have a significant impact on fuel use and overall system conversion efficiency. As an example, consider user A and user B as two cellular telephone users. Two users typically use the phone for eight hours each day. At these eight hours, each user's cell phone transmits for two hours and waits for six hours. User A tends to have long phone calls followed by long rests, while user B makes a few calls during the day, each time only continuing for a few minutes, with little rest between calls. The fuel cell system in user A's fuel cell power source will cycle between the cool standby state and the hot transfer state during long transmissions. The fuel cell system in user B's fuel cell power source will cycle more frequently but to a smaller range and will never reach the high temperature levels experienced by the fuel cell system in user A's fuel cell power source. Fuel cell systems operating in this mode, where power is drawn more frequently with smaller temperature cycles, will be more efficient and provide more operating time to the load device for a given amount of fuel. Therefore, user B will experience more conversations per unit of fuel than user A. Thus, the fuel cell system operating parameters required for user A are very different from what is needed for user B to realize optimal performance of the fuel cell power source.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전력을 부하 디바이스(160)에 제공하는 연료 전지 전원(100)을 도 1에 도시하였다. 연료 전지 전원(100)은 연료원으로서 사용되는 연료 저장 용기(110), 연료 저장 용기(110)를 제어하는 연료 저장 용기 제어기(120), 연료 전지 시스템(130), 정보 저장 디바이스(140), 및 연료 전지 전원(100) 내 그 외 구성성분들의 동작을 제어하는 제어수단(150)을 포함한다. 당업자들은 연료 전지 시스템(130)이, 서로 결합된 하나 이상의 개개의 연료 전지들을 포함할 수 있음을 알 것이다. 연료 전지 시스템(130)은 전기 출력 조절 회로들, 냉각 시스템들, 팬들, 펌프들, 밸브들, 및 레귤레이터들 등의 주변 요소들을 지원하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다. 제어수단(150)은 통상적으로, 산술 및 논리 연산들을 수행할 수 있고 또한 다른 전기 회로 요소들과 통신할 수 있는 마이크로프로세서와 같은 계산수단(170)을 포함한다. 바람직하게, 계산수단(170)은 Schaumburg, Illinois의 Motorola, Inc.에서 제작한 MC68328 마이크로제어기와 유사하다. 이외 다른 유사 마이크로프로세서들을 계산 수단(170)에 이용할 수 있고, 계산 수단(170)의 처리 요건을 취급하는데 필요로 할 때 동일 혹은 그 대안이 되는 유형의 추가의 마이크로프로세서들을 부가될 수 있음을 알 것이다. 연료 전지 시스템(130)은 연료 저장 용기(110), 제어수단(150) 및 부하 디바이스(160)에 결합된다. 제어수단(150)은 부하 디바이스(160), 정보 저장 디바이스(140), 및 연료 저장 제어기(120)에 또한 결합된다. 정보 저장 디바이스(140)는 부하 디바이스(160)에 또한 결합된다. 이 기술에 숙련된 자들은 정보 저장 디바이스(140)가 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 전기적으로 소거가능하고 프로그램 가능한 판독전용 메모리(EEPROM), 혹은 등가물을 포함할 수 있음을 알 것이다. 당업자들은 정보 저장 디바이스(140)가 본 발명에 따라 제어수단 내에 택일적으로 내장될 수 있음을 알 것이다.1 illustrates a fuel cell power supply 100 for providing power to a load device 160 in accordance with a preferred embodiment of the present invention. The fuel cell power source 100 includes a fuel storage container 110 used as a fuel source, a fuel storage container controller 120 controlling the fuel storage container 110, a fuel cell system 130, an information storage device 140, And control means 150 for controlling the operation of the other components in the fuel cell power source 100. Those skilled in the art will appreciate that fuel cell system 130 may include one or more individual fuel cells coupled to one another. Fuel cell system 130 may optionally include supporting peripheral elements such as electrical output regulation circuits, cooling systems, fans, pumps, valves, and regulators. Control means 150 typically includes computing means 170, such as a microprocessor, that can perform arithmetic and logical operations and also communicate with other electrical circuit elements. Preferably, the calculation means 170 is similar to the MC68328 microcontroller manufactured by Motorola, Inc. of Schaumburg, Illinois. It is appreciated that other similar microprocessors may be used for the calculation means 170 and additional microprocessors of the same or alternative type may be added when needed to handle the processing requirements of the calculation means 170. will be. The fuel cell system 130 is coupled to the fuel storage container 110, the control means 150 and the load device 160. The control means 150 is also coupled to the load device 160, the information storage device 140, and the fuel storage controller 120. The information storage device 140 is also coupled to the load device 160. Those skilled in the art will appreciate that information storage device 140 may include random access memory (RAM), read-only memory (ROM), electrically erasable and programmable read-only memory (EEPROM), or equivalents. Will know. Those skilled in the art will appreciate that the information storage device 140 may alternatively be embedded within the control means in accordance with the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 연료 전지 전원(100)은 연료 전지 전원(100)으로부터의 전력을 사용하여 동작하는 부하 디바이스(160)에 결합된다. 당업자는 본 발명에 따른 부하 디바이스(160)는 포켓용(handheld) 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 팜탑 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), 전력 툴, 이동전화, 이동 라디오 데이터 단말, 데이터 단말이 부착된 이동 셀룰라 전화, 혹은 Schaumburg, Illinois의 Motorola Inc.에서 제작한 "Page Writer 2000X"와 같은 양방향 페이저일 수 있음을 알 것이다. 다음의 설명에서, "부하 디바이스"라는 용어는 전술한 혹은 어떤 동등의 부하 디바이스 중 어느 하나를 지칭한다. 명세서 내 대부분의 실시예들에서 부하 디바이스로서 셀룰라 전화를 기술하나, 본 발명은 셀룰라 전화들로 한정되지 않는다. 연료 전지 전원에 의해 전력을 공급받을 수 있는 어떠한 디바이스이든 본 발명의 범위 및 구조 내에서 사용될 수 있다.As shown in FIG. 1, the fuel cell power source 100 is coupled to a load device 160 that operates using power from the fuel cell power source 100. Those skilled in the art will appreciate that the load device 160 according to the present invention may be a handheld computer, a laptop computer, a palmtop computer, a personal digital assistant, a power tool, a mobile phone, a mobile radio data terminal, or a mobile cellular phone with a data terminal. It will be appreciated that it could be a phone or an interactive pager such as "Page Writer 2000X" by Motorola Inc. of Schaumburg, Illinois. In the following description, the term "load device" refers to either the foregoing or any equivalent load device. In most embodiments of the specification, a cell phone is described as a load device, but the present invention is not limited to cell phones. Any device capable of being powered by a fuel cell power source can be used within the scope and structure of the present invention.

연료 전지 전원(100)이 동작하기 시작할 때, 제어수단(150)은 연결된 부하디바이스(160)의 동적 부하 패턴들에 관한 데이터가 있는지 검증하기 위해서 정보 저장 디바이스(140)를 탐색한다. 기동 시퀀스는 확실하게, 하나 이상의 사용자의 부하 디바이스 사용 패턴 및 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성에 관한 데이터를 정보 저장 디바이스(140)에서 얻어질 수 있게 한다. 부하 디바이스(160)의 부하 패턴에 관한 데이터가 빠져 있을 때, 제어수단(150)은 결합된 부하 디바이스(160)에 이 정보에 대해 알아내어 이를 다음 사용을 위해 정보 저장 디바이스(140)에 저장한다. 일 실시예에서, 제어수단(150)은 부하 디바이스(160)의 현 디바이스 사용자의 신원에 대해 부하 디바이스(160)를 질의한다. 결합된 부하 디바이스(160)의 현 디바이스 사용자의 디바이스 사용 패턴 혹은 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성들이 빠져 있을 때에는 정보 저장 디바이스(140)에 저장된, 이 데이터에 연관된 파라미터들에 대해 내정된 값들이 제어수단(150)에 의해 사용된다. 또한, 제어수단(150)은 현 디바이스 사용자에 의한 부하 디바이스(160)의 사용 패턴 및 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성들을 기록하기 시작한다. 일단 충분한 정보가 기록되었으면, 이들 값들을 앞으로의 사용을 위해 정보 저장 디바이스(140)에 저장한다. 당업자는 하나 이상의 부하 디바이스들에 대한 복수의 디바이스 사용자들의 복수의 디바이스 사용자 사용 패턴들이 본 발명에 따라 정보 저장 디바이스(140)에 저장될 수 있음을 알 것이다.When the fuel cell power supply 100 starts to operate, the control means 150 searches the information storage device 140 to verify that there is data regarding the dynamic load patterns of the connected load device 160. The startup sequence ensures that data relating to the load device usage pattern of one or more users and the power characteristics of the fuel cell system 130 can be obtained from the information storage device 140. When data relating to the load pattern of the load device 160 is missing, the control means 150 finds out this information in the combined load device 160 and stores it in the information storage device 140 for subsequent use. . In one embodiment, the control means 150 queries the load device 160 for the identity of the current device user of the load device 160. When the device usage pattern of the current device user of the combined load device 160 or the power characteristics of the fuel cell system 130 are missing, the values specified for the parameters associated with this data stored in the information storage device 140 are lost. Used by the control means 150. The control means 150 also begins to record the usage pattern of the load device 160 and the power characteristics of the fuel cell system 130 by the current device user. Once enough information has been recorded, these values are stored in the information storage device 140 for future use. Those skilled in the art will appreciate that a plurality of device user usage patterns of a plurality of device users for one or more load devices may be stored in the information storage device 140 in accordance with the present invention.

제어수단(150)은 부하 디바이스(160)의 동적 부하 요건을, 명시된 디바이스 사용자의 사용 패턴 이력과 결합하고 매칭시킴으로써 부하 디바이스(160)의 순(net) 전력 부하 요건을 계산한다. 일단 순 전력 요건들이 공지되면, 제어수단(150)은 순 전력 요건을 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성과 매칭시킴으로써 연료 전지 시스템(140)에 대한 초기 동작 점을 설정한다. 제어수단(150)은 부하 패턴들 및 연료 전지 전원(100)의 상태가 시간에 따라 변할 때 연료 전지 시스템의 동작점을 계속적으로 조절한다.The control means 150 calculates the net power load requirement of the load device 160 by combining and matching the dynamic load requirement of the load device 160 with the usage pattern history of the specified device user. Once the net power requirements are known, the control means 150 establishes an initial operating point for the fuel cell system 140 by matching the net power requirements with the power characteristics of the fuel cell system 130. The control means 150 continuously adjusts the operating point of the fuel cell system when the load patterns and the state of the fuel cell power supply 100 change over time.

예로서, 부하 디바이스(160)가 셀룰라 전화일 때, 동적 부하 요건은 피크 전송 전류, 전송 전류의 기간 및 빈도, 대기 전류 및 슬립 모드 전류를 포함할 수 있다. 셀룰라 전화 애플리케이션들에 있어 이들 파라미터들 대부분은 셀룰라 전화(즉, 부호분할 다중접속(CDMA), 시분할 다중접속(TDMA), 및 이동통신용 글로벌 시스템(GSM))에 의해 사용되는 프로토콜, 셀룰라 전화의 동작모드, 셀룰라 전화의 동작 주파수 대역, 셀룰라 전화에서 동작하는 애플리케이션들 및 셀룰라 전화가 동작하는 지역에 의해 결정된다. 당업자들은 동적 부하 요건들은 여기 기술된 요건들 혹은 본 발명에 따른 등가물의 어떤 조합일 수 있음을 알 것이다.As an example, when the load device 160 is a cellular telephone, the dynamic load requirements may include peak transfer current, duration and frequency of the transfer current, standby current and sleep mode current. For cell phone applications, most of these parameters are the protocol used by cell phones (ie, code division multiple access (CDMA), time division multiple access (TDMA), and Global System for Mobile Communications (GSM)), cell phone operation The mode, the operating frequency band of the cell phone, the applications running on the cell phone and the region in which the cell phone operates are determined. Those skilled in the art will appreciate that the dynamic load requirements can be any combination of the requirements described herein or equivalent according to the present invention.

셀룰라 전화에 대한 디바이스 사용자 사용 패턴은 명시된 기간 내 행해진 호들의 횟수, 행해진 호들의 빈도, 각 호의 기간 및 사용된 서비스들의 유형들(음성 대 데이터)을 포함할 수 있다. 유사하게, 셀룰라 전화들의 사용 패턴 파라미터들은 대기 모드 시간, 스피커 볼륨, 백라이트 사용, 동작 모드(예를 들면 TDMA 대 GSM) 및 알림 모드(진동 대 링어)를 또한 포함할 수 있다. 사용 패턴은 또한 이를테면 항시-온 접속, 스트리밍 비디오 및 오디오 서비스들, 및 비디오 게임들으로부터의 추가 전력 사용과 같은, 다기능, 데이터 중심의 셀룰라 전화들만의 특별한 상황들을 고려한다. 본 발명은 정보 저장 디바이스(140)에 각 부하 디바이스의 각디바이스 사용자에 대한 사용 패턴 파라미터들에 대응하는 데이터를 저장한다. 당 업자들은 사용 패턴 파라미터들은 본 발명에 따라 여기 기술된 파라미터들 혹은 등가물의 어떤 조합일 수 있음을 알 것이다.The device user usage pattern for a cell phone may include the number of calls made within a specified time period, the frequency of calls made, the duration of each call and the types of services used (voice versus data). Similarly, usage pattern parameters of cell phones may also include standby mode time, speaker volume, backlight usage, mode of operation (eg TDMA vs GSM) and notification mode (vibration versus ringer). The usage pattern also takes into account the special circumstances unique to multifunctional, data-centric cell phones, such as always-on connections, streaming video and audio services, and additional power usage from video games. The present invention stores data corresponding to usage pattern parameters for each device user of each load device in information storage device 140. Those skilled in the art will appreciate that the usage pattern parameters can be any combination of the parameters or equivalents described herein in accordance with the present invention.

연료 전지 시스템(130)의 전력 특성들은 연료 전지의 시스템 응답 시간 및 효율을 결정짓는 연료 및 옥시던트 공급 시스템의 유형, 연료 전지 구조, 전해질, 전극, 가스 확산 및 사용된 촉매 물질들 및 조립 및 배치된 방식의 유형, 연료 전지의 연령, 부하 용량, I-V 곡선, 및 연료 전지 시스템(130)의 동작 압력, 온도 및 습기를 포함할 수 있다. 당업자들은 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성들은 본 발명에 따른 여기 기술된 특성들 및 등가물의 어떤 조합일 수 있음을 알 것이다.The power characteristics of the fuel cell system 130 determine the type of fuel and oxidant supply system, fuel cell structure, electrolyte, electrode, gas diffusion and catalyst materials used and assembly and placement that determine the system response time and efficiency of the fuel cell. Type of approach, age of fuel cell, load capacity, IV curve, and operating pressure, temperature, and moisture of fuel cell system 130. Those skilled in the art will appreciate that the power characteristics of fuel cell system 130 may be any combination of the features and equivalents described herein in accordance with the present invention.

연료 전지 시스템(130)의 동작 점을 설정하는 것은 연료 전지 시스템(130) 내 내장된 연료 전지들의 전류-전압 출력관계를 선택하는 것과, 반응물의 화학량론(stoichiometry) 및 비율을 제어하는 것과, 전해질과 생성물 물 발생의 수화 레벨과 데드-엔디드 연료 셀들의 경우에 오염을 제거하기 위한 퍼징 사이클을 관리하는 것을 포함한다. 제어수단(150)이 동작점을 설정할 때, 연료 셀들이 I-V 곡선의 가장 효율적인 부분에서 동작하도록 연료 전지 시스템(130) 내 내장된 연료 전지들의 동작 전압 및 전류 출력을 변경한다. I-V 곡선들이 I-V 곡선 상의 동작점에 영향을 미치는 연료 전지들 및 연료 전지의 각종의 파라미터들에 관계된다는 이들 I-V 곡선들의 개념은 연료 전지 기술에 공지되어 있다. 예를 들면, 미국특허 6,300,000, 5,290,641, 및 5,023,150는 연료 전지 I-V 곡선들의 본질 및 특성들을 기술하고 있다. 제어수단(150)은 반응속도 및 생성물 물 발생을 제어하기 위해 연료 전지에 도달하는 연료 및 옥시던트의 량을 바꿀 수 있다. 팬들, 송풍기들, 펌프들, 냉각 시스템들 및 유사 구성성분들 등의 활성 요소들을 구비한 연료 전지 시스템들에서, 제어수단(150)은 연료 전지들의 전력 출력을 부하 디바이스(160)의 동적 부하 특성들과 디바이스 사용자의 사용 패턴에 매칭되게 이들 구성성분들의 파라미터들을 변경할 수 있다.Setting the operating point of the fuel cell system 130 includes selecting the current-voltage output relationship of the fuel cells embedded in the fuel cell system 130, controlling stoichiometry and ratio of reactants, electrolyte Managing the hydration level of the over-product water generation and the purging cycle for decontamination in the case of dead-ended fuel cells. When the control means 150 sets an operating point, the operating voltage and current output of the fuel cells embedded in the fuel cell system 130 are changed such that the fuel cells operate at the most efficient portion of the I-V curve. The concept of these I-V curves is known in the fuel cell art that the I-V curves relate to fuel cells and various parameters of the fuel cell that affect the operating point on the I-V curve. For example, US Pat. Nos. 6,300,000, 5,290,641, and 5,023,150 describe the nature and characteristics of fuel cell I-V curves. Control means 150 may vary the amount of fuel and oxidant that reaches the fuel cell to control the reaction rate and product water generation. In fuel cell systems with active elements such as fans, blowers, pumps, cooling systems and similar components, the control means 150 controls the power output of the fuel cells to load dynamic characteristics of the load device 160. And parameters of these components to match the usage pattern of the device user.

바람직하게, 본 발명에 따라서, 연료 전지 시스템(130)을 동작시키는 제어수단(150)에 의해 사용되는 3개의 치수들을 향상시키고 유효하게 되도록 추가 기능들이 구현될 수 있다. 제어수단(150)은 정보 저장 디바이스(140)에 저장된 연료 전지 시스템 전력 특성들이 유효하고 현재의 것임을 보장하기 위해 기동시 연료 전지 시스템(130) 내 내장된 연료 전지들에 대해 일련의 테스트 시퀀스들을 수행한다. 테스트 시퀀스들은 연료 전지들의 내부 임피던스, 표준 부하 조건하에서의 연료 전지들의 전류 및 전압 출력, 및 전해질막의 수화 레벨 및 연령에 대한 테스트들을 포함할 수 있다. 필요하다면, 제어수단(150)은 정보 저장 디바이스(140)에 저장된 연료 전지 시스템(130)의 전력특성들을 정의하는 파라미터들을 갱신할 것이다.Preferably, in accordance with the present invention, additional functions may be implemented to enhance and validate the three dimensions used by the control means 150 for operating the fuel cell system 130. The control means 150 performs a series of test sequences on the fuel cells embedded in the fuel cell system 130 at startup to ensure that the fuel cell system power characteristics stored in the information storage device 140 are valid and current. do. Test sequences may include tests for internal impedance of fuel cells, current and voltage output of fuel cells under standard load conditions, and the level and age of hydration of the electrolyte membrane. If necessary, the control means 150 will update the parameters defining the power characteristics of the fuel cell system 130 stored in the information storage device 140.

본 발명의 제 2 실시예에서, 출력 요건들에 최적으로 매칭되게 연료 전지 전원(100)을 동작시키는 것 외에도, 제어수단(150)은 또한 연료 전지 전원(100) 내 남아 있는 전력 용량의 량을 추정한다. 잔존용량의 측정은 연료 저장 용기(110) 내 남아 있는 연료의 량을 정확하게 측정하는 것만이 아니라 외부 전력 부하 패턴들 및 이들 부하 조건에서의 연료 전지의 동작점을 정확하게 예측하는 것에 의존한다. 디지털, 다기능 전자 디바이스들의 전류 발생은 샤프하고 짧은 기간의 전력스파이크들 및 이에 이은 긴 기간의 저 전력 요구로 구성된 가변 듀티 사이클들을 갖는다. 이러한 부류의 부하 디바이스들에 대해서, 잔존 에너지 용량을 계산하는 것은 각 개개인의 장치 사용자의 사용 패턴들, 부하 디바이스(160)의 동적 전력 요건들, 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성들을 계속 주시하는 것과, 연료 저장 용기(110)에 남은 연료의 량을 측정하는 것을 수반하는 복잡한 프로세스이다. 연료 전지 전원(100)의 제어수단(150)은 이미 이러한 정보를 얻을 수 있기 때문에, 본 발명의 제 2 실시예는 연료 전지 전원(100)에 대한 정확한 연료 측정 기능을 구현하기 위해 이러한 특징을 사용한다. 잔존용량은 사용자에게 연료 전지 전원(100)의 현 상태를 제공하기 위해서, 부하 디바이스(160)가 동작 중에 있을 때 계속적으로 측정된다. 또한, 디바이스 사용자에게 제공되는 피드백은 부하 디바이스(160)가 이의 각종의 동작 모드들에서, 사용가능의 에너지 보존으로 동작할 시간량에 관한 것이 바람직하다.In the second embodiment of the present invention, in addition to operating the fuel cell power supply 100 to optimally match the output requirements, the control means 150 also controls the amount of power capacity remaining in the fuel cell power supply 100. Estimate. The measurement of remaining capacity depends not only on accurately measuring the amount of fuel remaining in the fuel storage container 110 but also on accurately predicting external power load patterns and operating points of the fuel cell at these load conditions. The current generation of digital, multifunctional electronic devices has sharp duty cycles of varying duty cycles consisting of short duration power spikes followed by long duration low power requirements. For this class of load devices, calculating the remaining energy capacity keeps an eye on the usage patterns of each individual device user, the dynamic power requirements of the load device 160, and the power characteristics of the fuel cell system 130. And measuring the amount of fuel remaining in the fuel storage container 110 is a complicated process. Since the control means 150 of the fuel cell power source 100 can already obtain this information, the second embodiment of the present invention uses this feature to implement an accurate fuel measurement function for the fuel cell power source 100. do. The remaining capacity is continuously measured when the load device 160 is in operation to provide the user with the current state of the fuel cell power supply 100. In addition, the feedback provided to the device user preferably relates to the amount of time that the load device 160 will operate in its various modes of operation with usable energy conservation.

도 2는 본 발명에 따라 부하 디바이스(160)에 전력을 제공하는 연료 전지 전원(200)의 다른 실시예를 도시한 것이다. 연료 전지 전원(200)은 연료원으로 사용되는 연료 저장 용기(110), 연료 저장 용기(110)에 결합되어 연료 저장 용기(110)를 제어하는 연료 저장 용기 제어기(120), 연료 저장 용기(110)에 결합된 연료 전지 시스템(130), 부하 디바이스(160)에 결합된 정보 저장 디바이스(140), 및 연료 전지 전원(130) 및 정보 저장 디바이스(140)에 결합되어 연료 전지 전원(200) 내 이외 다른 구성성분들의 동작을 제어하는 제어수단(150)을 포함한다. 제어수단(150)은 바람직하게 본 발명에 따라 부하 디바이스(160)에 연료 측정 정보를 또한제공한다. 당업자들은 연료 전지 시스템(130)이, 서로 접속된 하나 이상의 개개의 연료 전지들을 포함할 수 있음을 알 것이다. 바람직하게, 도 2에 도시한 연료 전지 전원(200)은 제어수단(150)에 결합된 측정수단(210)을 또한 포함한다. 측정수단(210)은 바람직하게는, 부하 디바이스(160)의 순 전력 요건 및 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성을 사용하여 연료 전지 전원(200)의 잔존용량을 계산할 수 있는 마이크로프로세서 회로와 같은 처리수단(220)으로 구성된다. 바람직하게, 처리수단(220)은 Schaumburg, Illinois의 Motorola, Inc.에서 제작한 MC68328 마이크로제어기와 유사하다. 이외 다른 유사 마이크로프로세서들을 처리수단(220)에 이용할 수 있고, 처리수단(220)의 처리 요건을 취급하는데 필요로 될 때 동일 혹은 그 대안이 되는 유형의 추가의 마이크로프로세서들을 부가시킬 수 있음을 알 것이다. 또한, 처리수단(220)에 결합된 통신수단(230)이 또한 측정수단(210) 내에 포함된다. 통신수단은 처리수단(220) 내 마이크로프로세서 회로로부터의 정보를 제어수단(150)을 통해 부하 디바이스(160)에 선택적으로 전송하는 추가의 전기 회로 요소들을 사용하여 구현될 수 있다.2 illustrates another embodiment of a fuel cell power source 200 for providing power to a load device 160 in accordance with the present invention. The fuel cell power source 200 is coupled to the fuel storage container 110 and the fuel storage container 110 used as a fuel source, the fuel storage container controller 120 and the fuel storage container 110 controlling the fuel storage container 110. Coupled to the fuel cell system 130, the information storage device 140 coupled to the load device 160, and the fuel cell power source 130 and the information storage device 140 within the fuel cell power source 200. Control means 150 for controlling the operation of the other components. The control means 150 preferably also provides fuel measurement information to the load device 160 in accordance with the present invention. Those skilled in the art will appreciate that fuel cell system 130 may include one or more individual fuel cells connected to one another. Preferably, the fuel cell power source 200 shown in FIG. 2 also includes measuring means 210 coupled to the control means 150. The measuring means 210 is preferably such as a microprocessor circuit that can calculate the remaining capacity of the fuel cell power source 200 using the net power requirements of the load device 160 and the power characteristics of the fuel cell system 130. It consists of a processing means 220. Preferably, the processing means 220 is similar to the MC68328 microcontroller manufactured by Motorola, Inc. of Schaumburg, Illinois. It is appreciated that other similar microprocessors may be used for the processing means 220 and additional microprocessors of the same or alternative type may be added when needed to handle the processing requirements of the processing means 220. will be. In addition, a communication means 230 coupled to the processing means 220 is also included in the measuring means 210. The communication means may be implemented using additional electrical circuit elements that selectively transmit information from the microprocessor circuitry within the processing means 220 to the load device 160 via the control means 150.

연료 전지 전원(200)은 연료 전지 시스템(130), 정보 저장 디바이스(140) 및 제어수단(150)을 통해 부하 디바이스(160)에 결합된다. 부하 디바이스(160)는 연료 전지 전원(200)에 의해 제공되는 전력을 사용함으로써 동작한다. 연료 전지 전원(200)이 동작하기 시작할 때, 제어수단(150)은 접속된 부하 디바이스(160)의 동적 부하 패턴들에 관한 데이터가 있는지를 검증하기 위해 정보 저장 디바이스(140)를 탐색한다. 기동 시퀀스는 확실하게, 하나 이상의 사용자의 부하 디바이스 사용 패턴 및 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성에 관한 데이터를 정보 저장 디바이스(140)에서 얻어질 수 있게 한다. 부하 디바이스(160)의 부하 패턴에 관한 데이터가 빠져 있을 때, 제어수단(150)은 부착된 부하 디바이스(160)에 이 정보에 대해 알아내어 이를 다음에 사용을 위해 정보 저장 디바이스(140)에 저장한다. 일 실시예에서, 제어수단(150)은 부하 디바이스(160)의 현 디바이스 사용자의 신원에 대해서도 부하 디바이스(160)를 질의한다. 결합된 부하 디바이스(160)의 현 디바이스 사용자의 디바이스 사용 패턴 혹은 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성이 빠져 있을 때에는 정보 저장 디바이스(140)에 저장된, 이 데이터에 연관된 파라미터들에 대해 내정된 값들이 제어수단(150)에 의해 사용된다. 또한, 제어수단(150)은 현 디바이스 사용자에 의한 부하 디바이스 사용 패턴 및 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성을 기록하기 시작한다. 일단 충분한 정보가 기록되었으면, 이들 값들을 앞으로의 사용을 위해 정보 저장 디바이스(140)에 저장한다. 당업자는 하나 이상의 부하 디바이스들에 대한 복수의 디바이스 사용자들의 복수의 디바이스 사용자 사용 패턴들이 본 발명에 따라 정보 저장 디바이스(140)에 저장될 수 있음을 알 것이다.The fuel cell power source 200 is coupled to the load device 160 via the fuel cell system 130, the information storage device 140 and the control means 150. The load device 160 operates by using the power provided by the fuel cell power source 200. When the fuel cell power source 200 starts to operate, the control means 150 searches the information storage device 140 to verify that there is data regarding the dynamic load patterns of the connected load device 160. The startup sequence ensures that data relating to the load device usage pattern of one or more users and the power characteristics of the fuel cell system 130 can be obtained from the information storage device 140. When data relating to the load pattern of the load device 160 is missing, the control means 150 finds out this information in the attached load device 160 and stores it in the information storage device 140 for later use. do. In one embodiment, the control means 150 queries the load device 160 also for the identity of the current device user of the load device 160. When the device usage pattern of the current device user of the combined load device 160 or the power characteristics of the fuel cell system 130 are missing, the values specified for the parameters associated with this data stored in the information storage device 140 are lost. Used by the control means 150. The control means 150 also begins to record the load device usage pattern and power characteristics of the fuel cell system 130 by the current device user. Once enough information has been recorded, these values are stored in the information storage device 140 for future use. Those skilled in the art will appreciate that a plurality of device user usage patterns of a plurality of device users for one or more load devices may be stored in the information storage device 140 in accordance with the present invention.

제어수단(150)은 부하 디바이스(160)의 동적 부하 요건을, 현 디바이스 사용자의 사용 패턴 이력과 결합하고 매칭시킴으로써 부하 디바이스(160)의 순(net) 전력 부하 요건을 계산한다. 일단 순 전력 요건이 공지되면, 제어수단(150)은 연료 전지 시스템(140)에 대한 초기 동작 점을 설정한다. 제어수단(150)은 부하 패턴들 및 연료 전지 시스템(130)의 상태가 시간에 따라 변할 때 연료 전지 시스템(130)의 동작점을 계속적으로 조절한다. 또한, 기동 시퀀스의 일부로서, 제어수단(150)은연료 저장 용기(110)에 남아있는 연료의 값을 얻기 위해서 연료 저장 용기 제어기(120)에 질의한다. 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성, 부하 디바이스(160)의 동적 부하 요건들, 디바이스 사용자의 사용 패턴 및 연료 저장 용기(110) 내 연료의 잔존 량에 관한 정보를 사용하여, 제어수단(150)은 연료 전지 전원(200)에 남아있는 전력 용량, 부하 디바이스(160)가 서로 다른 모드들에서 동작될 수도 있을 시간 량, 연료 소비율 및 에너지 변환 효율 등의 연료 측정정보를 계산한다. 이 기술에 숙련자들은 연료 측정 정보는 본 발명에 따라 여기 기술된 정보 혹은 등가물의 어떤 조합을 포함할 수 있음을 알 것이다.The control means 150 calculates the net power load requirement of the load device 160 by combining and matching the dynamic load requirement of the load device 160 with the usage pattern history of the current device user. Once the net power requirement is known, the control means 150 establishes an initial operating point for the fuel cell system 140. The control means 150 continuously adjusts the operating point of the fuel cell system 130 when the load patterns and the state of the fuel cell system 130 change with time. Also, as part of the startup sequence, control means 150 queries fuel reservoir controller 120 to obtain the value of fuel remaining in fuel reservoir 110. Control means 150 using information regarding the power characteristics of fuel cell system 130, the dynamic load requirements of load device 160, the usage pattern of the device user, and the amount of fuel remaining in fuel reservoir 110. Calculates fuel measurement information such as power capacity remaining in the fuel cell power source 200, the amount of time that the load device 160 may be operated in different modes, fuel consumption rate and energy conversion efficiency. Those skilled in the art will appreciate that fuel measurement information may comprise any combination of the information or equivalents described herein in accordance with the present invention.

잔존용량을 측정하는 방법은 정보 저장 디바이스(140)에 저장된 부하 디바이스(160)의 특정 디바이스 사용자에 대한 디바이스 사용 프로파일을 나타내는 룩업 테이블 혹은 식을 참조하여, 잔존 연료량에 근거하여 연료 전지 시스템(130)의 잔존 에너지 용량을 측정하는 것과, 사용자 프로파일에 대응하는 연료 전지 시스템(130)의 변환 효율을 추정함으로써 부하 디바이스(160)의 예상 동작 시간을 계산하는 것을 포함한다. 특정 연료 전지 시스템(130)의 특성을 나타내는 주어진 출력 부하에 대한 효율 및 I-V 동작점의 변화들을 사용하여 부하 디바이스(160)의 남은 동작시간을 측정한다. 제어수단(150)에 의해 계산된 잔존용량 파라미터들은 부하 디바이스(160) 내 디바이스 사용자 인터페이스 요소(250) 혹은 연료 전지 전원(200) 내 사용자 인터페이스 요소(240) 혹은 등가물을 통해 디바이스 사용자에게 표시될 수 있다.The method for measuring the remaining capacity may be based on the fuel cell system 130 based on the remaining fuel amount by referring to a look-up table or equation indicating a device usage profile for a specific device user of the load device 160 stored in the information storage device 140. And calculating an expected operating time of the load device 160 by estimating the remaining energy capacity of the fuel cell and estimating the conversion efficiency of the fuel cell system 130 corresponding to the user profile. The remaining operating time of the load device 160 is measured using the changes in efficiency and I-V operating point for a given output load that characterize the particular fuel cell system 130. The remaining capacity parameters calculated by the control means 150 may be displayed to the device user via the device user interface element 250 in the load device 160 or the user interface element 240 or equivalent in the fuel cell power source 200. have.

연료 전지로 동작되는 디바이스들에 있어서, 사용 모델들간에 작은 차이들이, 연료 사용 및 전체 연료 전지 시스템 변환 효율에 크게 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 두 셀룰라 전화 사용자들로서 사용자 A와 사용자 B를 고찰한다. 두 사용자들은 통상적으로 셀룰라 전화를 매일 8시간 사용한다. 이러한 8시간에서, 각 사용자의 셀룰라 전화는 2시간 동안 전송하고 6시간 동안 대기한다. 사용자 A는 긴 전화 통화와 이에 이은 긴 레스트들을 갖는 경향이 있고, 반면, 사용자 B는 하루 동안에 몇 번의 전화를 걸고, 그 때마다 단지 몇 분만 계속하고, 호들 사이엔 거의 레스트는 없다. 사용자 A의 연료 전지 전원 내 연료 전지 시스템은 쿨 대기 상태와 긴 전송들 동안 핫 전송 상태간을 순환할 것이다. 사용자 B의 연료 전지 전원 내 연료 전지 시스템은 보다 빈번하지만 보다 작은 범위로 온도 순환할 것이며 사용자 A의 연료 전지 전원 내 연료 전지 시스템이 겪는 높은 온도 레벨들엔 결코 이르진 않을 것이다. 보다 작은 온도 순환으로 전력이 보다 빈번히 이끌어 내는 이러한 모드에서 동작되는 연료 전지 시스템들이 보다 효율적이고 주어진 연료 량에 대해 부하 디바이스에 보다 많은 동작 시간을 제공할 것이다. 그러므로, 사용자 B는 사용자 A보다 연료의 단위당 보다 많은 대화시간을 경험할 것이다. 따라서, 부하 디바이스(160)에 대해 연료 전지 전원(200)의 잔존용량을 추정하는 데 사용되는 연료 게이지는 향상된 예측 정확도를 위해 사용자 A 및 사용자 B마다 다른 사용 모델들을 사용한다.In devices operated with fuel cells, small differences between usage models can greatly affect fuel usage and overall fuel cell system conversion efficiency. For example, consider user A and user B as two cellular telephone users. Two users typically use their cell phones for eight hours each day. At these eight hours, each user's cell phone transmits for two hours and waits for six hours. User A tends to have a long phone call followed by long rests, while User B makes a few calls during the day, only a few minutes each time, and few rests between calls. The fuel cell system in user A's fuel cell power source will cycle between the cool standby state and the hot transfer state during long transmissions. The fuel cell system in user B's fuel cell power source will cycle more frequently but to a smaller range and will never reach the high temperature levels experienced by the fuel cell system in user A's fuel cell power source. Fuel cell systems operating in this mode, where power is drawn more frequently with smaller temperature cycles, will be more efficient and provide more operating time to the load device for a given amount of fuel. Therefore, user B will experience more talk time per unit of fuel than user A. Thus, the fuel gauge used to estimate the remaining capacity of the fuel cell power source 200 for the load device 160 uses different usage models for user A and user B for improved prediction accuracy.

바람직하게 본 발명에 따라서, 연료 전지 시스템(200)을 동작시키는 제어수단(150)에 의해 사용되는 3개 치수들을 향상시키고 유효하게 하고 연료 측정 정보를 계산하도록 추가 기능들이 구현될 수 있다. 제어수단(150)은 정보 저장 디바이스(140)에 저장된 연료 셀 시스템 전력 특성들이 유효하고 현재의 것임을 보장하기 위해 기동시 연료 전지 시스템(130) 내 내장된 연료 전지들에 대해 일련의 테스트 시퀀스들을 수행한다. 테스트 시퀀스들은 연료 전지들의 내부 임피던스, 표준 부하 조건들 하에서의 연료 전지들의 전류 및 전압 출력, 및 전해질막의 수화 레벨 및 연령에 대한 테스트들을 포함할 수 있다. 당업자는 테스트들이 본 발명에 따른 여기 기술된 것들 혹은 등가물의 임의의 조합을 포함할 수 있음을 알 것이다. 필요하다면, 제어수단(150)은 정보 저장 디바이스(140)에 저장된 연료 전지 시스템(130)의 전력특성을 정의하는 파라미터들을 갱신할 것이다.Preferably according to the invention, further functions can be implemented to enhance and validate the three dimensions used by the control means 150 for operating the fuel cell system 200 and to calculate fuel measurement information. The control means 150 performs a series of test sequences on the fuel cells embedded in the fuel cell system 130 at startup to ensure that the fuel cell system power characteristics stored in the information storage device 140 are valid and current. do. Test sequences may include tests for internal impedance of fuel cells, current and voltage output of fuel cells under standard load conditions, and hydration level and age of the electrolyte membrane. Those skilled in the art will appreciate that the tests may include any combination of those described herein or equivalents in accordance with the present invention. If necessary, the control means 150 will update the parameters defining the power characteristics of the fuel cell system 130 stored in the information storage device 140.

본 발명의 제 3 실시예에서, 측정수단은 연료 전지 전원에 남아있는 전력 용량을 추정한다. 도 3은 본 발명에 따른 부하 디바이스(160)에 전력을 제공하는 연료 전지 전원(300)의 본 제 3 실시예를 도시한 것이다. 연료 전지 전원(300)은 연료원으로서 사용되는 연료 저장 용기(110), 연료 저장 용기(110)에 결합되어 연료 저장 용기(110)를 제어하는 연료 저장 용기 제어기(120), 연료 저장 용기(110)에 결합된 연료 전지 시스템(130), 부하 디바이스(160)에 결합된 정보 저장 디바이스(140), 및 부하 디바이스(160)에 연료 측정 정보를 제공하는 측정수단(210)을 포함한다. 당업자들은 연료 전지 시스템(130)이, 서로 접속된 하나 이상의 개개의 연료 전지들을 포함할 수 있음을 알 것이다. 정보 저장 디바이스(140), 연료 전지 시스템(130) 및 연료 저장 용기 제어기(120)에 결합된 측정수단(210)은 바람직하게는, 부하 디바이스(160)의 순 전력 요건 및 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성을 사용하여 연료 전지 전원의 잔존용량을 계산할 수 있는 마이크로프로세서와 같은처리수단(220)을 포함한다.In a third embodiment of the invention, the measuring means estimates the power capacity remaining in the fuel cell power source. 3 shows a third embodiment of a fuel cell power source 300 for providing power to a load device 160 according to the present invention. The fuel cell power source 300 is coupled to the fuel storage container 110 and the fuel storage container 110 used as a fuel source, the fuel storage container controller 120 and the fuel storage container 110 which control the fuel storage container 110. ), A fuel cell system 130 coupled to the load cell 160, an information storage device 140 coupled to the load device 160, and measurement means 210 for providing fuel measurement information to the load device 160. Those skilled in the art will appreciate that fuel cell system 130 may include one or more individual fuel cells connected to one another. The measuring means 210 coupled to the information storage device 140, the fuel cell system 130 and the fuel storage container controller 120 preferably comprises the net power requirements of the load device 160 and the fuel cell system 130. And processing means 220, such as a microprocessor, that can calculate the remaining capacity of the fuel cell power source using the power characteristic of.

연료 전지 전원(300)은 연료 전지 전원(300)에 의해 제공된 전력을 사용하여 동작하는 부하 디바이스(160)에 결합된다. 연료 전지 전원(300)이 동작하기 시작할 때, 측정수단(210)은 접속된 부하 디바이스(160)의 동적 부하 패턴들에 관한 데이터가 있는지를 검증하기 위해 정보 저장 디바이스(140)를 탐색한다. 기동 시퀀스는 확실하게, 하나 이상의 사용자의 부하 디바이스 사용 패턴 및 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성에 관한 데이터를 정보 저장 디바이스(140)에서 얻어질 수 있게 한다. 부하 디바이스(160)의 부하 패턴에 관한 데이터가 빠져 있을 때, 측정수단(210)은 부착된 부하 디바이스(160)에 이 정보에 대해 알아내어 이를 다음에 사용을 위해 정보 저장 디바이스(140)에 저장한다. 일 실시예에서, 측정수단(210)은 부하 디바이스(160)의 현 디바이스 사용자의 신원에 대해서도 부하 디바이스(160)를 질의한다. 디바이스 사용자의 사용 패턴 혹은 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성들이 빠져 있다면, 정보 저장 디바이스(140)에 저장된, 이 데이터에 연관된 파라미터들에 대해 내정된 값들이 측정수단(150)에 의해 사용된다. 또한, 측정수단(210)은 현 디바이스 사용자에 의한 부하 디바이스 사용 패턴 및 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성들을 기록하기 시작한다. 일단 충분한 정보가 기록되었으면, 이들 값들을 앞으로의 사용을 위해 정보 저장 디바이스(140)에 저장한다. 당업자는 하나 이상의 부하 디바이스들에 대한 복수의 디바이스 사용자들의 복수의 디바이스 사용자 사용 패턴들이 본 발명에 따라 정보 저장 디바이스(140)에 저장될 수 있음을 알 것이다.The fuel cell power supply 300 is coupled to a load device 160 that operates using the power provided by the fuel cell power supply 300. When the fuel cell power supply 300 starts to operate, the measuring means 210 searches the information storage device 140 to verify that there is data concerning the dynamic load patterns of the connected load device 160. The startup sequence ensures that data relating to the load device usage pattern of one or more users and the power characteristics of the fuel cell system 130 can be obtained from the information storage device 140. When data relating to the load pattern of the load device 160 is missing, the measuring means 210 finds out this information in the attached load device 160 and stores it in the information storage device 140 for later use. do. In one embodiment, the measuring means 210 queries the load device 160 also for the identity of the current device user of the load device 160. If the usage pattern of the device user or the power characteristics of the fuel cell system 130 are missing, the default values for the parameters associated with this data, stored in the information storage device 140, are used by the measuring means 150. The measuring means 210 also begins to record the load device usage pattern and power characteristics of the fuel cell system 130 by the current device user. Once enough information has been recorded, these values are stored in the information storage device 140 for future use. Those skilled in the art will appreciate that a plurality of device user usage patterns of a plurality of device users for one or more load devices may be stored in the information storage device 140 in accordance with the present invention.

측정수단(210)은 부하 디바이스(160)의 동적 부하 요건을, 각 디바이스 사용자의 사용 패턴 이력과 결합하고 매칭시킴으로써 부하 디바이스(160)의 순(net) 전력 부하 요건을 계산한다. 또한, 기동 시퀀스의 일부로서, 측정수단(210)은 연료 저장 용기(110)에 남아있는 연료의 값을 얻기 위해서 연료 저장 용기 제어기(120)에 질의한다. 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성, 부하 디바이스(160)의 동적 부하 요건, 디바이스 사용자의 사용 패턴 및 연료 저장 용기(110) 내 연료의 잔존 량에 관한 정보를 사용하여, 측정수단(210)은 연료 전지 전원(300)에 남아있는 전력 용량, 부하 디바이스(160)가 다른 모드들에서 동작될 수도 있을 시간량, 연료 소비율 및 에너지 변환 효율 등의 연료 측정정보를 계산한다. 이 기술에 숙련자들은 연료 측정 정보는 본 발명에 따라 여기 기술된 정보 혹은 등가물의 어떤 조합을 포함할 수 있음을 알 것이다. 측정수단(210)에 의해 계산된 잔존용량 파라미터들은 부하 디바이스(160) 내 사용자 인터페이스 요소(250) 혹은 연료 전지 전원(300) 내 사용자 인터페이스 요소(240), 혹은 등가물을 통해 디바이스 사용자에게 표시될 수 있다.The measuring means 210 calculates the net power load requirement of the load device 160 by combining and matching the dynamic load requirement of the load device 160 with the usage pattern history of each device user. In addition, as part of the startup sequence, the measuring means 210 queries the fuel reservoir controller 120 to obtain a value of the fuel remaining in the fuel reservoir 110. Using information about the power characteristics of the fuel cell system 130, the dynamic load requirements of the load device 160, the usage pattern of the device user, and the amount of fuel remaining in the fuel storage container 110, the measuring means 210 can Calculate fuel measurement information such as the remaining power capacity of the fuel cell power source 300, the amount of time the load device 160 may be operated in other modes, fuel consumption rate and energy conversion efficiency. Those skilled in the art will appreciate that fuel measurement information may comprise any combination of the information or equivalents described herein in accordance with the present invention. The remaining capacity parameters calculated by the measuring means 210 may be displayed to the device user via the user interface element 250 in the load device 160, the user interface element 240 in the fuel cell power source 300, or an equivalent. have.

도 4는 본 발명에 따른 연료 전지 전원의 수행을 관리하는데 사용되는 프로세스의 흐름도이다. 도 4에서, 사각형 박스들은 프로세스에서 구조 엔터티들을 나타내고, 모서리를 둥글게 한 박스들은 여러 구조 엔터티들을 달성하기 위한 프로세스 단계들을 나타낸다. 도 4에서, 프로세스 흐름은 카운터 "n"이 1로 설정되는 단계(400)에서 시작한다. 다음에, 프로세스는 제 n 디바이스 사용자에 의해 부하 디바이스(160)의 동작을 확인하는 판단 포인트(405)로 간다. 판단 포인트에서 "예"로리턴되면, 프로세스 흐름은 연료 전지 전원(100, 200)이, 접속된 부하 디바이스(160)의 동적 부하 패턴들에 관한 데이터가 있는지를 검증하기 위해 정보 저장 디바이스(150)를 질의하는 초기화 단계(410)로 계속된다. 초기화 단계는 또한 제 n 사용자의 부하 디바이스 사용 패턴 및 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성에 관한 데이터가 확실하게 얻어질 수 있게 한다. 부하 디바이스(160)의 부하 패턴에 관한 데이터가 빠져 있다면, 제어수단(150)은 부착된 부하 디바이스(160)에 이 정보에 대해서 질의하여 이를 다음에 사용하기 위해 정보 저장 디바이스(140)에 저장한다. 제 n 사용자의 사용 패턴 혹은 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성이 빠져 있을 때, 정보 저장 디바이스(140)에 저장된, 이 데이터에 연관된 파라미터들에 대해 내정된 값들이 제어수단(150)에 의해 사용된다. 부하 디바이스(160)의 동적 부하 요건들에 연관된 파라미터들을 제 n 디바이스 사용자의 사용 패턴과 매칭시켜 부하 디바이스(160)의 순 전력 부하 요건을 계산한다(420). 다음 단계(430)에서, 제어수단(150)은 순 전력 요건들을 정보 저장 디바이스(140) 내 저장된 연료 전지 시스템(130)의 전력 특성들과 매칭시켜, 단계(440)에서, 연료 전지 전원(100)의 동작에 대한 설정들을 선택한다. 제어수단(150)은 타겟 조건에서 연료 전지 시스템(140)을 동작시키기 위해(460), 선택된 파라미터들을 사용한다. 다음에, 단계(470)에서, 카운터 "n"이 증분된다. 이어서, 프로세스는 판단 포인트(405)로 되돌아가서 판단 포인트(405)에서 "아니오"를 리턴할 때까지 사용자 상태를 계속하여 체크하고, "아니오"인 경우 프로세스 흐름은 종료 포인트(480)에서 종료한다.4 is a flow chart of a process used to manage the performance of a fuel cell power source in accordance with the present invention. In FIG. 4, rectangular boxes represent structural entities in the process, and rounded boxes represent process steps for achieving various structural entities. In FIG. 4, the process flow begins at step 400 where counter " n " is set to one. The process then goes to decision point 405, which confirms the operation of the load device 160 by the nth device user. If yes is returned at the decision point, the process flow may cause the fuel cell power source 100, 200 to verify that there is data regarding the dynamic load patterns of the connected load device 160. Continuing with the initialization step 410 to query. The initialization step also ensures that data regarding the load device usage pattern of the nth user and the power characteristics of the fuel cell system 130 can be reliably obtained. If data on the load pattern of the load device 160 is missing, the control means 150 queries the attached load device 160 for this information and stores it in the information storage device 140 for later use. . When the usage pattern of the n-th user or the power characteristic of the fuel cell system 130 is missing, the default values for the parameters associated with this data stored in the information storage device 140 are used by the control means 150. do. The net power load requirement of the load device 160 is calculated 420 by matching the parameters associated with the dynamic load requirements of the load device 160 with the usage pattern of the nth device user. In a next step 430, the control means 150 matches the net power requirements with the power characteristics of the fuel cell system 130 stored in the information storage device 140 and, in step 440, the fuel cell power source 100. Select the settings for the operation. Control means 150 uses the selected parameters to operate fuel cell system 140 at target conditions (460). Next, in step 470, the counter "n" is incremented. The process then returns to decision point 405 and continues checking the user state until it returns "no" at decision point 405, and if no, the process flow ends at end point 480. .

당업자들은 연료 전지 전원을 동작시키기 위한 도 4에 도시한 바와 같은 방법의 애플리케이션은 부하 디바이스의 어떤 특정 유형으로 한정되지 않음을 알 것이다. 전자 디바이스들에의 이 방법의 어떤 애플리케이션들을 여기에 기술하였다. 비-전자 디바이스 애플리케이션들의 예들은 연료 전지 사용 혹은 하이브리드 전기 자동차들을 포함한다. 자동차의 각 운전자는 다른 운전 스타일을 갖고 있으므로, 연료 효율에 상이한 영향을 미친다. 이 애플리케이션에 사용 프로파일을 구성하는 유용한 파라미터들은 정지 후 가속, 평균 속도, 정지 빈도, 가속 변화성, 순항 제어 사용, 및 많은 이외의 것들을 포함한다. 본 발명은 각 운전자에 맞추어 수행되게 하고 맞춤 연료 효율이 되게 하는 점에서, 가스를 사용하든, 하이브리드이든, 전기 혹은 연료 전지를 사용하든, 최근의 자동차들에 대한 개선이다.Those skilled in the art will appreciate that the application of the method as shown in FIG. 4 for operating a fuel cell power supply is not limited to any particular type of load device. Some applications of this method to electronic devices are described herein. Examples of non-electronic device applications include fuel cell use or hybrid electric vehicles. Each driver of a car has a different driving style, and therefore has a different effect on fuel efficiency. Useful parameters that make up the usage profile for this application include post-stop acceleration, average speed, stop frequency, acceleration variability, cruise control usage, and many more. The present invention is an improvement over recent vehicles, whether using gas, hybrid, electric or fuel cells, in that it is tailored to each driver and tailored to fuel efficiency.

본 발명을 바람직한 실시예들에 관하여 기술하였으나, 당업자들에게 여러 가지 변경들 및 수정들이 본 발명 내에서 행해질 수 있음이 자명할 것이다. 따라서, 이러한 변경 및 수정들은 첨부한 청구항들에 정한 본 발명의 정신 및 범위 내인 것으로 간주된다.Although the present invention has been described in terms of preferred embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the present invention. Accordingly, such changes and modifications are considered to be within the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims.

Claims (10)

연료 전지 전원에 있어서,In a fuel cell power source, 부하 디바이스에 전력을 제공하는 연료 전지 시스템; 및A fuel cell system providing power to the load device; And 상기 연료 전지 시스템에 결합되고 상기 부하 디바이스에 결합된 제어수단을 포함하고,Control means coupled to the fuel cell system and coupled to the load device, 상기 제어수단은,The control means, 하나 이상의 전력 기능 정보 소스들(power functional information sources)로부터 상기 부하 디바이스의 하나 이상의 순 전력 요건들을 계산하고,Calculate one or more net power requirements of the load device from one or more power functional information sources, 하나 이상의 순 전력 요건들을 상기 연료 전지 시스템의 하나 이상의 전력 특성들과 매칭시킴으로써 상기 연료 전지 시스템의 동작점을 선택하도록 프로그램된, 연료 전지 전원.A fuel cell power source programmed to select an operating point of the fuel cell system by matching one or more net power requirements with one or more power characteristics of the fuel cell system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어수단에 결합되고 상기 부하 디바이스에 결합되어, 상기 전력 기능 정보 소스들 및 상기 연료 전지 시스템의 전력 특성들에 연관된 하나 이상의 파라미터들을 저장하는 정보 저장 디바이스를 더 포함하는, 연료 전지 전원.And an information storage device coupled to the control means and coupled to the load device for storing one or more parameters associated with the power function information sources and power characteristics of the fuel cell system. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제어수단은 상기 전력 기능 정보 소스들 및 상기 연료 전지 시스템의전력 특성에 연관된 하나 이상의 파라미터들을 계산하는 계산수단을 포함하는, 연료 전지 전원.And said control means comprises calculating means for calculating one or more parameters associated with said power function information sources and the power characteristic of said fuel cell system. 연료 전지 전원에 있어서,In a fuel cell power source, 부하 디바이스에 전력을 제공하는 연료 전지 시스템;A fuel cell system providing power to the load device; 상기 연료 전지 시스템에 결합되고, 상기 부하 디바이스에 결합되고, 연료 저장 용기 제어기에 결합된 제어수단으로서, 하나 이상의 전력 기능 정보 소스들로부터 상기 부하 디바이스의 하나 이상의 순 전력 요건들을 계산하고, 하나 이상의 순 전력 요건들을 상기 연료 전지 시스템의 하나 이상의 전력 특성들과 매칭시킴으로써 상기 연료 전지 시스템의 동작점을 선택하도록 프로그램된, 상기 제어수단; 및Control means coupled to the fuel cell system, coupled to the load device, coupled to a fuel storage vessel controller, the one or more net power requirements of the load device calculated from one or more power functional information sources, the one or more net The control means programmed to select an operating point of the fuel cell system by matching power requirements with one or more power characteristics of the fuel cell system; And 상기 제어수단에 결합되어, 상기 부하 디바이스의 하나 이상의 전력 요건들 및 상기 연료 전지 시스템의 하나 이상의 전력 특성들을 사용하여 상기 연료 전지 전원의 잔존용량을 계산하도록 프로그램된 측정수단을 포함하는, 연료 전지 전원.A fuel cell power source comprising measurement means coupled to the control means, the measuring means programmed to calculate the remaining capacity of the fuel cell power source using one or more power requirements of the load device and one or more power characteristics of the fuel cell system . 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제어수단은,The control means, 상기 전력 기능 정보 소스들 및 상기 연료 전지 시스템의 전력 특성들에 연관된 하나 이상의 파라미터들을 계산하는 계산수단, 및Calculation means for calculating one or more parameters associated with the power function information sources and power characteristics of the fuel cell system, and 상기 계산수단에 결합되어, 상기 전력 기능 정보 소스들 및 상기 연료 전지시스템의 전력 특성들에 연관된 하나 이상의 파라미터들을 저장하는 정보 저장 디바이스를 포함하는, 연료 전지 전원.And an information storage device, coupled to the calculating means, for storing one or more parameters associated with the power function information sources and power characteristics of the fuel cell system. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 측정수단은,The measuring means, 상기 제어수단으로부터의 잔존 연료 정보를 측정하고, 상기 잔존 연료 정보를 상기 부하 디바이스의 순 전력 요건들 및 상기 연료 전지 시스템의 전력 특성들과 결합하여 상기 연료 전지 전원의 잔존용량을 추정하는 처리수단, 및Processing means for measuring residual fuel information from the control means and combining the residual fuel information with the net power requirements of the load device and the power characteristics of the fuel cell system to estimate the remaining capacity of the fuel cell power source; And 상기 연료 전지 전원의 상기 잔존용량을 상기 제어수단에 전송하는 통신수단을 포함하는, 연료 전지 전원.And communication means for transmitting said remaining capacity of said fuel cell power source to said control means. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 연료 전지 전원의 잔존용량을 디스플레이하는 사용자 인터페이스 요소를 더 포함하는, 연료 전지 전원.And a user interface element for displaying the remaining capacity of the fuel cell power source. 연료 전지 전원에 있어서,In a fuel cell power source, 부하 디바이스에 전력을 제공하는 연료 전지 시스템; 및A fuel cell system providing power to the load device; And 상기 연료 전지 시스템에 결합되고, 상기 부하 디바이스에 결합되고, 연료 저장 용기 제어기에 결합된 측정수단을 포함하고,Measuring means coupled to the fuel cell system, coupled to the load device, coupled to a fuel storage vessel controller, 상기 측정수단은,The measuring means, 하나 이상의 전력 기능 정보 소스들로부터 상기 부하 디바이스의 하나 이상의 순 전력 요건들을 계산하고,Calculate one or more net power requirements of the load device from one or more power function information sources, 상기 부하 디바이스의 하나 이상의 순 전력 요건들 및 상기 연료 전지 시스템의 하나 이상의 전력 특성들을 사용하여 상기 연료 전지 전원의 잔존용량을 계산하도록 프로그램된, 연료 전지 전원.And calculate a remaining capacity of the fuel cell power source using one or more net power requirements of the load device and one or more power characteristics of the fuel cell system. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 측정수단은,The measuring means, 상기 연료 저장 용기 제어기로부터 잔존 연료 정보를 측정하고, 상기 잔존 연료 정보를 상기 부하 디바이스의 하나 이상의 순 전력 요건 및 상기 연료 전지 시스템의 하나 이상의 전력 특성과 결합하여 상기 연료 전지 전원의 잔존용량을 추정하는 처리수단, 및Measure residual fuel information from the fuel storage vessel controller and combine the residual fuel information with one or more net power requirements of the load device and one or more power characteristics of the fuel cell system to estimate the remaining capacity of the fuel cell power source; Treatment means, and 상기 연료 전지 전원의 상기 잔존용량을 상기 부하 디바이스에 전송하는 통신수단을 포함하는, 연료 전지 전원.And communication means for transmitting said remaining capacity of said fuel cell power source to said load device. 연료 전지 전원을 동작시키는 방법에 있어서,In the method for operating a fuel cell power source, 하나 이상의 전력 기능 정보 소스들 및 연료 전지 시스템의 하나 이상의 전력 특성들을 얻는 단계;Obtaining one or more power characteristic information sources and one or more power characteristics of the fuel cell system; 하나 이상의 전력 기능 정보 소스들로부터 부하 디바이스의 순 전력 요건들을 계산하는 단계; 및Calculating net power requirements of the load device from one or more power function information sources; And 하나 이상의 순 전력 요건들을 상기 연료 전지 시스템의 하나 이상의 전력 특성들과 매칭시킴으로써 상기 연료 전지 시스템의 동작점을 선택하는 단계를 포함하는, 연료 전지 전원 동작 방법.Selecting an operating point of the fuel cell system by matching one or more net power requirements with one or more power characteristics of the fuel cell system.
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